一种半刚性混凝土及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种半刚性混凝土及其制备工艺，该半刚性混凝土为将普通混凝土的部分细集料替换为柔性材料后拌合而成的混凝土，被替换细集料的质量与替换用所述柔性材料的质量相同；柔性材料的组成按质量计为：胶粉30%～40%，胶粒30%～40%，聚丙烯类纤维0.5%～1.5%，粉煤灰3%～8%，矿物掺合料20%～28%；胶粉和胶粒需通过强碱溶液将橡胶粒及橡胶粉表面的硬脂酸锌去除；其制备工艺包括步骤：一、柔性材料制备及按比例级配组合；二、半刚性混凝土制备。本发明制备工艺步骤简单、操作简便且投入成本低、使用效果好，能弥补现有普通混凝土存在的变形小、脆性大、抗拉能力低等缺陷。
【专利说明】一种半刚性混凝土及其制备工艺【技术领域】
[0001]本发明属于混凝土制备【技术领域】，尤其是涉及一种半刚性混凝土及其制备工艺。背景技 术
[0002]随着现代建筑业的兴起，混凝土这种工程材料大量应用于不同类别的土木工程建设中，由于混凝土材料最大的特点是抗压强度高而抗拉伸强度较低，故混凝土材料主要用于承重结构。但随着工程技术的发展，混凝土这种强度大、变形小的钢性材料逐渐显现出它的局限性，现如今特别渴求能够出现一种界于钢性材料和柔性材料之间的半刚性材料，即出现一种混凝土材料，其既有钢性混凝土一样强大的承重能力(或略低一些的强度需求)，又具有较强拉伸韧性并具有在一定范围内变形的变形能力(其变形能力比目前混凝土要求大些)，而且此种变形在相对范围内带有可恢复性。例如巨大的建筑物基础如果具有一定的韧性就可以减少地震波对结构物的破坏并降低吸收地震产生的能量，减少因地震和地基变形引起的混凝土开裂隙、结构破坏和整个建筑物失去使用功能；地下工程的游泳池、污水处理池、核电站废品处理池等结构物的混凝土在接受地震和强大的外力作用发生一定的变形但不开裂，变形在外力消失后能够恢复到原来状态而不被破坏，日本福田核电站地震造成的核废液外漏就是混凝土刚性过大抗拉伸韧性不足造成事故的典型事例。再例如大型斜拉索桥箱型梁体内填充混凝土和其路面混凝土往往由于混凝土的弹性模量大、刚性大、脆性强等原因不能长期性承受车辆巨大冲击波而使混凝土过早地出现了裂缝或断裂。
[0003]综上，如能开发一种介于刚性混凝土和柔性有机材料之间的半刚性混凝土材料，用于上述结构物中是最为理想的，并且也能大大降低混凝土工程将来巨大配筋和钢铰线的用量，降低混凝土工程对钢筋和钢铰线的依赖性。因而，开展对半刚性混凝土材料的开发和研究是一项突出而又迫切的研究任务。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备过程简单、投入成本较低且性能优良的半刚性混凝土。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种半刚性混凝土，其特征在于:该半刚性混凝土为将普通混凝土的部分细集料替换为柔性材料后拌合而成的混凝土，被替换细集料的质量与替换用所述柔性材料的质量相同；所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉30%~40%，胶粒30%~40%，聚丙烯类纤维0.5%~L 5%，粉煤灰3%~8%，矿物掺合料20%~28% ;所述矿物掺合料为矿粉或矿渣粉；所述胶粉为通过强碱溶液将橡胶粉表面所含硬脂酸锌去除后获得的固体粉末，所述胶粒为通过强碱溶液将橡胶粒表面所含硬脂酸锌去除后获得的固体颗粒。
[0006]上述一种半刚性混凝土，其特征是:该半刚性混凝土为弹性模量为ε I的混凝土，
其中^ 4 < 1，ε0为所述普通、混凝土的弹性模量:。
10 ευ[0007]上述一种半刚性混凝土，其特征是:普通混凝土中替换为柔性材料的细集料的质量不大于细集料总质量的60%。优选地，普通混凝土中替换为柔性材料的细集料的质量为细集料总质量的15%~60%。
[0008]上述一种半刚性混凝土，其特征是:所述胶粉的粒度为40目~200目，胶粒的粒度为0.45mm~5mm,聚丙烯类纤维的长度为20mm± 5mm,所述粉煤灰的45 μ m方孔筛余量(25%，矿物掺合料的比表面积≥350m2/Kgo
[0009]上述一种半刚性混凝土，其特征是:所述橡胶粉和橡胶粒均由废旧橡胶制品粉碎--? 。 [0010]同时，本发明还提供了一种工艺步骤简单、实现方便且投入成本较低、所制备超低温高性能混凝土性能优良的半刚性混凝土制备工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤:
[0011]步骤一、柔性材料制备，过程如下:
[0012]步骤101、胶粉及胶粒制备:将橡胶粉放入强碱溶液内并连续搅拌IOmin~30min后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌IOmin~30min后，取出烘干制得胶粒；
[0013]步骤102、按比例均匀混合:将步骤101中所制得的胶粉和胶粒与聚丙烯类纤维、粉煤灰和矿物掺合料按照设计比例混合均匀后，制得所述柔性材料；
[0014]步骤二、半刚性混凝土制备:采用等质量替换法将普通混凝土的部分细集料替换为步骤一中所制得柔性材料后，再均匀拌合获得半刚性混凝土。
[0015]上述工艺，其特征是:步骤101中所述强碱溶液为NaOH溶液，所述NaOH溶液的浓度为 lmol/L ~5mol/L。
[0016]上述工艺，其特征是:步骤102中进行均匀混合之前，还需采用表面处理剂对步骤101中所制得的胶粉和胶粒进行处理，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
[0017]上述工艺，其特征是:步骤二中所述普通混凝土由胶凝材料、粗集料、细集料和水均匀拌合而成；
[0018]步骤二中进行半刚性混凝土制备时，过程如下:
[0019]步骤201、配合比设计:按照普通混凝土配合比设计方法对所述普通混凝土的配合比进行设计；
[0020]步骤202、柔性材料替换细集料量确定:对被替换细集料质量占细集料总质量的百分比(:％进行确定，替换用柔性材料的质量与被替换细集料的质量相同；
[0021]步骤203、拌合:根据步骤201中所设计的配合比，并结合步骤202中所确定的柔性材料替换量，对拌合所述半刚性混凝土用胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水的用量分别进行确定，再按照所确定的用量将胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行均匀拌合后，获得半刚性混凝土。
[0022]上述工艺，其特征是:步骤203中对胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行拌合时，还需在拌合物中添加对所述柔性材料中的胶粉和胶粒进行表面处理的硅烷偶联剂。
[0023]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0024]1、制备工艺步骤简单、操作简易且实现方便，投入成本较低。
[0025]2、所采用的柔性材料组分设计合理、加工制作简便、投入成本较低且使用效果好，应用NaOH溶液处理橡胶粉和橡胶粒表面，为无机胶凝材料与柔性材料之间的结合创造了条件；同时，利用硅烷偶联剂处理胶粉和胶粒，使其表面形成半刚性过渡段；利用超细粉煤灰和磨细矿渣粉或矿粉作为载体，使柔性材料易于储存、运输和计量，为大量推广应用创造了条件。
[0026]3、能变废为宝，实现废旧橡胶制品的再利用，同时也解决了废旧橡胶制品的环境污染问题，由于废旧轮胎类橡胶制品具有较强的抗热性，抗腐蚀性，老化和自然分解能力差，燃烧处理又会带来更严重的空气污染，深埋处理后上百年都不易被完全分解，因而废旧橡胶材料的无害化处理和在混凝土工程中的应用也是发展绿色混凝土的一个重要发展方向，本发明不仅能够解决橡胶类材料对环境的污染，同时也开创了半刚性材料应用的新天地，是混凝土材料领域研究的一项重大新突破，柔性材料可做为绿色环保再生型混凝土的第六组分而得到广泛应用，经济价值、社会价值非常可观。
[0027]4、半刚性混凝土性能优良，其是一种界于刚性混凝土与柔性有机材料之间的半刚性混凝土建筑材料，根据混凝土结构物受力特点一般情况下其弹性模量应控制在现有混凝土弹性模量的I~1/10之内，压应变控制在100%~150%之间，在满足混凝土设计强度的前提下(注该半刚性混凝土所施工工程结构一般情况下对混凝土的强度要求不高，而混凝土的变形和柔韧度要求较高)。所制备半刚性混凝土与现有的普通混凝土相比，具有较强韧性和变形能力的混凝土材料，可以弥补现有普通混凝土存在的变形小、脆性大、抗拉能力低等缺陷，该半刚性混凝土材料不同于半刚性浙青混凝土材料，因为半刚性浙青混凝土材料主要的强度来源是以水泥类水硬性材料为主的无机胶凝材料。
[0028]5、半刚性混凝土的配合比设计过程简单，其在不改变原有普通混凝土材料的相学结构组分的基础上，通过柔性材料对部分细集料进行替换，便能使被替换普通混凝土的原有受力骨架结构发生变化，改变混凝土材料的相结构和水泥砂浆界面结构，使其力学性能、物理性能与变形特征发生较大变化。
[0029]6、半刚性混凝土耐久性能优良，具体体现在以下几个方面:第一、掺渗性:由于所述柔性材料中主要以的胶粉和胶粒为主，这些材料的掺入大大提高了混凝土的掺渗性，降低了混凝土被液体侵蚀的能力耐久性能大大提高；第二、混凝土的抗冻性:通过试验混凝土的抗冻性明显高于普通混凝土 ；第三、抗氯离子渗透性能:由于所述柔性材料的掺入不仅在混凝土内部形成封闭式内部孔洞，同时大大降低了混凝土的自重，在这种情况下，可以通过提高骨胶比来进一步优化混凝土内部结构，通过试验半刚性混凝土的抗氯离子的渗透性大大提高。总之:半刚性混凝土有着优良的耐久性，虽然其徐变较大，不能用于刚性要求大、大跨度桥的拱中施工，但由于其强大的韧性和优良的长期性耐久性又弥补了刚性混凝土无法弥补的空白，在桥梁的过渡段、高速公路混凝土路面、高速铁路等隧道的仰拱、轨道板层、支撑层，各类健身场馆地坪，斜拉索桥面混凝土，箱型梁内填充混凝土等领域有着广阔的应用天地。
[0030]7、使用效果好、实用价值高且推广应用前景广泛。
[0031]综上所述，本发明制备工艺步骤简单、操作简便且投入成本低、使用效果好，能弥补现有普通混凝土存在的变 形小、脆性大、抗拉能力低等缺陷。
[0032]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例1中半刚性混凝土的制备工艺流程框图。
[0034]图2为本发明实施例2中半刚性混凝土的制备工艺流程框图。
【具体实施方式】
[0035]实施例1
[0036]本实施例中，所制备半刚性混凝土为将普通混凝土的部分细集料替换为柔性材料后拌合而成的混凝土，被替换细集料的质量与替换用所述柔性材料的质量相同。所制备半
刚性混凝土为弹性模量为ε I的混凝土，其中^ 4 < I，ε O为所述普通混凝土的弹性
模量。
[0037]本实施例中，被替换细集料的质量为细集料总质量的15%。
[0038]实际制备时，可以根据具体需要，对被替换细集料质量占细集料总质量的百分比进行调整，且被替换细集料的质量不大于细集料总质量的60%。
[0039]本实施例中，所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉35%，胶粒35%，聚丙烯类纤维1%，粉煤灰5%，矿物掺合料24%。所述矿物掺合料为矿粉。所述胶粉为通过强碱溶液将橡胶粉表面所含硬脂酸锌去除后获得的固体粉末，所述胶粒为通过强碱溶液将橡胶粒表面所含硬脂酸锌去除后获得的固体颗粒。实际制备时，可以根据具体需要，对所述柔性材料中各组分的含量进行相应调整。
[0040]实际制备时，所述矿物掺合料也可以为矿渣粉。
[0041]本实施例中，所述胶粉的粒度为40目~200目，胶粒的粒度为0.45mm~5臟，聚丙烯类纤维的长度为20mm，所述粉煤灰的45 μ m方孔筛余量< 25%，矿物掺合料的比表面积≥350m2/Kg。
[0042]本实施例中，所述橡胶粒由橡胶粒一和橡胶粒二按质量比4: (2.5~3.5)均匀混合而成，橡胶粒一的粒度为0.45mm~Imm,橡胶粒二的粒度为1mm~5mm。
[0043]所述橡胶粉和橡胶粒均为橡胶材料，橡胶材料具有强大的承压能力和柔韧性且其柔性能通过固化剂进行简便调节，橡胶材料在我国分布和存量广泛。本实施例中，所述橡胶粉和橡胶粒均由废旧橡胶制品粉碎而成，如废弃车胎、橡胶皮垫、橡胶鞋底等，因而本发明对解决废弃轮胎及橡胶制品环境污染的问题是一条很好的利用途径，也是绿色混凝土开发的一个重要方向。实际制备时，所述橡胶粉和橡胶粒也可以由成品橡胶或原生橡胶粉碎而成。
[0044]目前，利用废弃轮胎和其它橡胶废弃物生产橡胶粉的方法在我国已经成熟，主要采用液氮低温冷冻、常温粉碎、湿法粉碎等方法。
[0045]其中，液氮低温冷冻方法是我国八五期间由青岛化工学院、航天航空部第609所等单位共同承担的低温冷冻法生产微细胶粉及其应用的一项科技攻关项目，现已取得很好的应用成果，其主要原理为在低温条件下通过以液氮为制冷介质将橡胶冷冻到_196°C的玻璃化温度以下，在低温条件下橡胶处于玻璃态表现出特有的脆性，然后利用物量粉碎的方法(例如锤磨粉碎机)进行破碎，用这种方法所得的橡胶粉粒径一般可达40目~200目，这种方法生产的橡胶粉粒径小，表面光滑，受热后氧化程度低，但生产成本较高。[0046]常温粉碎方法的生产原理为轮辊剪切、扯拉及挤压废旧轮胎以致粉碎，主要工序有以下5道，其中最为重要的生产工序为粗碎和细碎；采用常温粉碎方法进行生产时，包括以下工序:工序一:对废旧橡胶分类，从废旧物资回收部门挑选出适宜的汽车轮胎；工序二:废旧轮胎切割，经过分类的废旧轮胎要事先切割，为后续的洗涤和分类提供方便，切割设备采用曲辊切胶机；工序三:粗碎，利用辊筒粉碎机等对废旧轮胎进行粗碎，粗碎后的橡胶按要求进行筛选，不符合要求的重新返回粗碎机；粗碎后的橡胶粉还需进行磁选，以除去橡胶粉中金属杂物；粗碎机的前后辊筒平行排列，分别为平滑辊筒和沟槽辊筒，粗碎时平滑棍筒与沟槽棍筒的转速比为1: 2~1: 3,带沟槽棍筒的转速为30r/mim~40r/mim,依靠两个辊筒的转速差提供剪切力；工序四:细碎，细碎工序与粗碎工序基本相同，同样依靠辊筒进行压碎、切断；细碎时，辊筒的转速比加大，两个辊筒的间距变小；工序五:筛分，筛分工序主要通过离心振动筛床来实现，筛床上铺设筛网，筛网按筛孔大小分类，可根据粒径需要进行更换；筛分时，筛床离心振动，在其带动下，符合粒径要求的胶粉通过筛网汇集到出料口，大于粒径的要求的胶粉随筛床振动至传送带，循环处理。
[0047]湿法粉碎方法是在溶液中对废旧橡胶制品进行粉碎的方法，该法主要采用的粉碎设备是胶体磨机，其粉碎过程分为三个步骤:一是废旧橡胶的初碎，采用常温粉碎法进行；二是化学药剂或水对胶粉进行预处理；三是预处理的橡胶粉投入一个或多个胶体磨机中进行研磨粉碎，再经除碱，除溶剂和脱水干燥等处理后，可得橡胶粉。但该法工艺复杂，效率低，成本高，推广困难，因此，用该法制备的橡胶粉仅在高档制品和有特殊要求的材料中使用，大量处理废品中不需进行设备和工艺改造。
[0048]本实施例中，采用常温粉碎方法生产所述橡胶粉和橡胶粒。
[0049]实际使用时，所述柔性材料中的矿物掺合料能改善混凝土中因所述柔性材料掺入而带来的混凝土干涩、和易性差等问题，能细化和填充混凝土内部孔结构和胶粒变形孔结构，增强所述柔性材料的刚度，对混凝土强度的形成和后期发展起到补充作用。
[0050]本实施例中，所述粉煤灰和矿物掺合料的比表面积均为350m2/Kg~500m2/Kg。所添加矿物掺合料能细化和填充胶粉之间、胶粉与胶粒之间、胶粒之间以及水泥砂浆之间的毛细孔隙，使混凝土内部结构更加致密化，增强和补充混凝土后期强度发展不足和混凝土经受重大变型后的恢复能力。所添加的粉煤灰提高新拌半刚性混凝土的和易性和可施工性能，填充、细化与均化混凝土孔结构。所述胶粉和胶粒形成连续级配型骨料。
[0051]如图1所示的半刚性混凝土制备工艺，包括以下步骤:
[0052]步骤一、柔性材料制备，过程如下:
[0053]步骤101、胶粉及胶粒制备:将橡胶粉放入强碱溶液内并连续搅拌15min后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌15min后，取出烘干制得胶粒。
[0054]本实施例中，所述强碱溶液为NaOH溶液且其浓度为3mol/L。
[0055]实际制备时，也可以采用其它强碱溶液，如KOH溶液等。
[0056]步骤102、按比例均匀混合:将步骤101中所制得的胶粉和胶粒与聚丙烯类纤维、粉煤灰和矿物掺合料按照设计比例混合均匀后，制得所述柔性材料。
[0057]本实施例中，步骤102中进行均匀混合之前，还需采用表面处理剂对步骤101中所制得的胶粉和胶粒进行处理，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
[0058]其中，采用硅烷偶联剂对胶粉和胶粒进行处理时，其处理方法为硅烷偶联剂的常规表面预处理法。本实施例中，采用硅烷偶联剂对步骤101中所制得的胶粉和胶粒进行处理时，先用水将硅烷偶联剂配成质量浓度为0.5%~1%的偶联剂溶液，再将需处理胶粉和胶粒放入所述偶联剂溶液进行浸溃，之后将经浸溃的胶粉和胶粒取出即可。同时，为保证浸溃充分，将胶粉和胶粒放入所述偶联剂溶液后，还需进行均匀搅拌。
[0059]也就是说，本实施例中，硅烷偶联剂的添加方式为浸溃式。
[0060]由于将刚性的普通混凝土原材料与柔性的橡胶材料结合起来形成一种既具有强大的承载能力又具有较强的韧性的混凝土材料(即所述半刚性混凝土)时，橡胶材料与刚性无机材料(具体为普通混凝土原材料)界面之间无法强有力结合是一大难题，经分析影响水化硬化过程有机物界面与混凝土砂浆或水泥浆粘结力的主要因素为一种橡胶生产过程中引入的一种叫“硬脂酸锌”的润滑剂和硫催化媒活化剂，由于橡胶粉和橡胶粒中不可避免的含有这种润滑剂和活化剂，粉状的具有滑腻感的硬脂酸锌是降低水泥砂浆与有机材料界面粘结力的最主要因素，而并非水泥砂浆界面与橡胶材料之间的结合力不强；其次是由于橡胶材料与刚性无机材料界面粘结后没有形成强度过度段而降低了粘结强度和混凝土的抗压强度。因此，除去粘结面的硬脂酸锌和建立增大橡胶材料与刚性无机材料界面粘结强度的半刚性过渡层是半刚性混凝土制备的关键。
[0061]硬脂酸锌是一种白色轻质可燃性细微粉末，分子式为(C17H35COO) 2Zn ;NaOH又名烧碱，火碱、苛性钠，其与硬脂酸锌之间的化学反应式为Zn (C17H35COO) 2+4Na0H=2Na (C17H35COO)+Na2 [Zn (OH)4],由于Na (C17H35COO)与Na2 [Zn (OH) 4]均易溶于水，因此浸溃后用清水冲洗即可清除 Na(C17H35COO)、Na2 [Zn (OH) J 和残留的 NaOH0
[0062]硅烷偶联剂(Y(CH2)nSiX3)是由硅氯仿(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在钼氯酸催化 下加成，再经醇解而得。在国内有KH550、KH560、KH570、KH792、DL602和DL171这几种型号。硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂、橡胶等)化学结合的反应基团。此处，n=0~3 ；X为可水解的基团；Y为有机官能团，能与树脂起反应。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等，这些基团水解时即生成硅醇(Si (OH)3),而与无机物质结合，形成硅氧烷。Y是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基等，这些反应基可与有机物质反应而结合。因此，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。
[0063]综上，制备半刚性混凝土时，由于所述柔性材料与刚性有机材料非常弱的界面粘结力和两者的变形能力差异过大，因而关键就是强化水泥砂浆或水泥浆与柔性材料界面的粘结力，同时由于两种材料之间的变形差别太大必须在柔性材料界面处存在一个柔性到刚性的过渡段界面层(即半刚性过渡层)。本实施例中，通过强碱溶液对所述柔性材料中的胶粉和胶粒进行处理后，能有效增加所述柔性材料与刚性有机材料之间的粘结能力。同时，通过硅烷偶联剂对胶粉和胶粒进行表面处理后，能在胶粉和胶粒外侧形成一个半刚性过渡层，能有效增强所述柔性材料与刚性无机材料之间结合界面的粘结力，使之建立起分子桥，通过硅烷偶联剂处理后柔性材料与刚性无机材料之间的粘结强度明显提高和改善，同时使得胶粉与胶粒表面强度强化，形成由颗粒表面到内部的刚性过渡段，为合成半刚性混凝土材料提供应力源。[0064]步骤二、半刚性混凝土制备:采用等质量替换法将普通混凝土的部分细集料替换为步骤一中所制得柔性材料后，再均匀拌合获得半刚性混凝土。
[0065]本实施例中，步骤二中所述普通混凝土由胶凝材料、粗集料、细集料和水均匀拌合而成；
[0066]步骤二中进行半刚性混凝土制备时，过程如下:
[0067]步骤201、配合比设计:按照普通混凝土配合比设计方法对所述普通混凝土的配合比进行设计。
[0068]本实施例中，对所述普通混凝土的配合比进行设计时，遵循现行配合比设计规程:JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行设计。
[0069]步骤202、柔性材料替换细集料量确定:采用等质量替换法进行替换时，对被替换细集料质量占细集料总质量的百分比(:％进行确定，替换用柔性材料的质量与被替换细集料的质量相同；采用超量替换法进行替换时，对被替换细集料体积占细集料总体积的百分比(:％进行确定，替换用柔性材料的体积与被替换细集料的体积相同。
[0070]步骤203、拌合:根据步骤201中所设计的配合比，并结合步骤202中所确定的柔性材料替换量，对拌合所述半刚性混凝土用胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水的用量分别进行确定，再按照所确定的用量将胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行均匀拌合后，获得半刚性混凝土。
[0071]本实施例中，所述胶凝材料为水泥，具体为海螺牌42.5号普通硅酸盐水泥，其密度为3.10Kg/m3,比表面积为345m2/Kg。所述细集料为砂，具体为中砂且其细度模数为2.6~
3.0。粗集料为碎石，连续级配，`最大粒径为31.5mm，密度为2.70kg/m3。
[0072]本实施例中，步骤201中所设计的配合比如下:一立方所述普通混凝土中水泥400Kg，砂780Kg，碎石1170Kg，水200Kg。并且，按照该配合比所制备普通混凝土的坍落度为180mm,容重为2450Kg/m3，该普通混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为27.6MPa且28天抗压强度为39.2Mpa。
[0073]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度进行测试，测试结果如下:坍落度为160_，容重为2380Kg/m3,该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为17.7MPa且28天抗压强度为27.0Mpa0
[0074]本实施例中，步骤203中进行拌合时，采用强制式搅拌机进行拌合。
[0075]实际制备过程中，步骤203中待所述半刚性混凝土用胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水的用量确定后，还可对胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水的用量进行微调，具体遵循以下原则:第一、在水胶比不变的情况下，半刚性混凝土抗压强度随所述柔性材料替换量的增加而迅速降低；第二、在柔性材料替换量和水胶比都固定的情况下，半刚性混凝土抗压强度的发展与所述胶粒的最大直径相关，胶粒直径越大抗压强度下降越大；第三、半刚性混凝土的弹性模量随着柔性材料替换量的增加而降低；第四、半刚性混凝土的弹性模量随着胶粒的最大粒径增大而降低；第五、半刚性混凝土的弹性模量随着胶凝材料用量的增大而降低；第六、半刚性混凝土的柔韧性越好，弹性模量就越低。
[0076]实施例2
[0077]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的30%。
[0078]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0079]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0080]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度进行测试，测试结果如下:坍落度为120_，容重为2270Kg/m3,该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为13.2MPa且28天抗压强度为19.4Mpa。
[0081]实施例3
[0082]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的45%。
[0083]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0084]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0085]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度进行测试，测试结果如下:坍落度为130_，容重为2100Kg/m3,该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为9.0MPa且28天抗压强度为13.8Mpa。
[0086]实施例4
[0087]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的60%。
[0088]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0089]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0090]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度进行测试，测试结果如下:坍落度为140_，容重为1860Kg/m3,该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为6.2MPa且28天抗压强度为10.2Mpa。
[0091]实施例5
[0092]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:该半刚性混凝土中还掺加有外加剂，所掺加外加剂为江苏博特新材料有限公司生产的聚羧酸减水剂，减水率^ 25% ;固含量> 20%，所添加外加剂的质量为水泥质量的1%。
[0093]实际制备时，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0094]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备时，与实施例1不同的是:步骤203中进行拌合时，先根据步骤201中所设计的配合比，并结合步骤202中所确定的柔性材料替换量，对拌合所述半刚性混凝土用胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料、外加剂和水的用量分别进行确定，再按照所确定的用量将胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料、外加剂和水进行均匀拌合后，获得半刚性混凝土。
[0095]实际制备过程中，步骤201中对所述普通混凝土进行配合比设计时，可以按GB/T8076-2010混凝土减水剂进行配合比设计。
[0096]本实施例中，步骤201中所设计的配合比如下:一立方所述普通混凝土中水泥400Kg，砂780Kg，碎石1170Kg，水200Kg，外加剂4Kg。并且，按照该配合比所制备普通混凝土的坍落度为245mm,容重为2420Kg/m3,该普通混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为31.6MPa且28天抗压强度为43.2Mpa，28天弹性模量为36.8，该普通混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为3.41MPa且28天抗折强度为4.90Mpao
[0097]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重、弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:坍落度为230mm，容重为2360Kg/m3，28天弹性模量为30.4，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为21.7MPa且28天抗压强度为30.3Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.44MPa且28天抗折强度为3.67Mpa。
[0098]实施例6
[0099]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例5不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的30%。
[0100]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0101]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例5相同。
[0102]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重、弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:坍落度为170mm，容重为2280Kg/m3，28天弹性模量为22.6，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为16.2MP`a且28天抗压强度为22.4Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.3IMPa且28天抗折强度为3.49Mpa。
[0103]实施例7
[0104]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例5不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的45%。
[0105]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0106]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例5相同。
[0107]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重、弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:坍落度为180mm，容重为2130Kg/m3，28天弹性模量为19.5，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为12.0MPa且28天抗压强度为16.8Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.05MPa且28天抗折强度为3.12Mpa。
[0108]实施例8
[0109]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例5不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的60%。
[0110]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0111]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例5相同。[0112]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的坍落度、容重、弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:坍落度为200mm，容重为1880Kg/m3，28天弹性模量为15.8，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为8.SMPa且28天抗压强度为11.5Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构 物7天抗折强度为1.68MPa且28天抗折强度为2.83Mpa。
[0113]由实施例1至实施例8中所制备半刚性混凝土的坍落度测试结果看出，随着所述柔性材料替换细集料质量的增加，所制备半刚性混凝土的坍落度先降低后增加；并且掺加外加剂后，半刚性混凝土的坍落度有明显增大，但随着所述柔性材料替换细集料质量的增加，所制备半刚性混凝土的坍落度变化趋势也是先降低后增加。
[0114]由于所制备半刚性混凝土中用所述柔性材料替换了普通混凝土中的部分细集料，而橡胶粉和橡胶粒的比重与水的比重较接近，因而半刚性混凝土的容重与普通混凝土相比明显降低，这对混凝土工程结构减轻自重是非常有好处的。由实施例1至实施例8中所制备半刚性混凝土的容重测试结果看出，随着所述柔性材料替换量的增大，所制备半刚性混凝土的容重会明显降低；另外，掺加外加剂的半刚性混凝土的容重变化趋势与不掺外加剂的容重变化趋势相同。
[0115]实施例9
[0116]本实施例中，所制备的半刚性混凝土与实施例1相同。
[0117]本实施例中，如图2所示，对所述半刚性混凝土进行制备时，与实施例1不同的是:步骤102中进行均匀混合之前，不需采用表面处理剂对步骤101中所制得的胶粉和胶粒进行处理；步骤203中对胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行拌合时，还需在拌合物中添加对所述柔性材料中的胶粉和胶粒进行表面处理的硅烷偶联剂。
[0118]也就是说，硅烷偶联剂采用直接添加方式，其处理方法为硅烷偶联剂的常规直接加入法。本实施例中，所添加硅烷偶联剂的质量为拌合用柔性材料中聚丙烯类纤维、粉煤灰和矿物掺合料总质量的0.1%~2%。
[0119]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为17.1MPa且28天抗压强度为25.6Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.44MPa且28天抗折强度为3.67Mpa。
[0120]实施例10
[0121]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例9不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的30%。
[0122]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0123]本实施例中，采用如图2所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例9相同。
[0124]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为12.SMPa且28天抗压强度为17.9Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.3IMPa且28天抗折强度为3.49Mpa。
[0125]实施例11[0126]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例9不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的45%。
[0127]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0128]本实施例中，采用如图2所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例9相同。
[0129]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为8.2MPa且28天抗压强度为11.9Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.05MPa且28天抗折强度为3.12Mpa。
[0130]实施例12
[0131]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例9不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的60%。
[0132]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0133]本实施例中，采用如图2所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例9相同。
[0134]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土所施工成型混凝土结构物的抗压 强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为5.7MPa且28天抗压强度为9.1Mpa,该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为1.68MPa且28天抗折强度为2.83Mpa。
[0135]实施例13
[0136]本实施例中，所制备的半刚性混凝土与实施例5相同。
[0137]本实施例中，如图2所示，对所述半刚性混凝土进行制备时，与实施例1不同的是:步骤102中进行均匀混合之前，不需采用表面处理剂对步骤101中所制得的胶粉和胶粒进行处理；步骤203中对胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行拌合时，还需在拌合物中添加对所述柔性材料中的胶粉和胶粒进行表面处理的硅烷偶联剂。
[0138]也就是说，硅烷偶联剂采用直接添加方式，其处理方法为硅烷偶联剂的常规直接加入法。本实施例中，所添加硅烷偶联剂的质量为拌合用柔性材料中聚丙烯类纤维、粉煤灰和矿物掺合料总质量的0.1%~2%。
[0139]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:28天弹性模量为27.2，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为19.3MPa且28天抗压强度为28.6Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.79MPa且28天抗折强度为4.29Mpa。
[0140]实施例14
[0141]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例13不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的30%。
[0142]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0143]本实施例中，采用如图2所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例13相同。[0144]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:28天弹性模量为19.0,该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为14.SMPa且28天抗压强度为21.7Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.66MPa且28天抗折强度为3.96Mpa。
[0145]实施例15
[0146]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例13不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的45%。
[0147]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0148]本实施例中，采用如图2所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例13相同。
[0149]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:28天弹性模量为15.9，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为11.2MPa且28天抗压强度为15.9Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.57MPa且28天抗折强度为3.72Mpa。
[0150]实施例16
[0151]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例13不同的是:被替换细集料的质量为细集料总质量的60%。
[0152]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0153]本实施例中，采用如图2所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例13相同。
[0154]本实施例中，所述半刚性混凝土制备完成后，对所制备混凝土的弹性模量以及所施工成型混凝土结构物的抗压强度与抗折强度进行测试，测试结果如下:28天弹性模量为12.1，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗压强度为7.7MPa且28天抗压强度为10.1Mpa，该半刚性混凝土所施工成型混凝土结构物7天抗折强度为2.20MPa且28天抗折强度为2.93Mpa。
[0155]由实施例1至实施例16中所制备半刚性混凝土施工成型混凝土结构物的抗压强度测试结果看出:第一、随着所述柔性材料替换量的增加，所制备半刚性混凝土施工成型混凝土结构物的7天和28天抗压强度迅速降低；第二、与以直接加入方式相比，硅烷偶联剂以浸溃方式对胶粉与胶粒进行处理后，所制备半刚性混凝土施工成型混凝土结构物的7天和28天抗压强度要高2Mpa~3Mpa ;也就是说，就抗压强度而言，硅烷偶联剂浸溃方式明显优于直接加入方式。
[0156]由实施例5至实施例16中所制备半刚性混凝土施工成型混凝土结构物的抗折强度(抗折强度主要用于表征混凝土的柔韧度和刚性的变化)测试结果看出:第一、随着所述柔性材料替换量的增加，所制备半刚性混凝土施工成型混凝土结构物的抗折性能明显改善，混凝土的抗折强度由12%可提高到30%左右，柔韧性显著提高；第二、抗折试件在极限荷载下没有出现明显的断裂和贯穿性的裂纹，且试件从试验台上抬下来时，仍然保持连接状态，并且抗折试验过程中观测到当抗折试件抗折力达到最大峰值并开始下降后，试件表面的裂纹不太明显并且试验没有脆性断裂，这说明随着所述柔性材料替换量的增加，半刚性混凝土材料脆性断裂现象逐步消失，而柔性或半刚性性能逐步显现。
[0157]由实施例5至实施例8以及实施例13至实施例16中所制备半刚性混凝土的弹性模量测试结果看出:第一、随着所述柔性材料替换量的增加，所制备半刚性混凝土的弹性模量明显降低；第二、与以直接加入方式相比，硅烷偶联剂以浸溃方式对胶粉与胶粒进行处理后，所制备半刚性混凝土的弹性模量的明显高；也就是说，就弹性模量而言，硅烷偶联剂浸溃方式明显优于直接加入方式，这是由于胶粉和胶粒经硅烷偶联剂直接浸泡处理后，水泥砂浆与胶粉和胶粒之间的粘接力增强，立即在其表面形成的从刚性到半刚性的过渡段。
[0158]由实施例1至实施例16中所制备半刚性混凝土施工成型混凝土结构物的抗压强度及抗折测试结果看出:试件在承受极限荷载后仍保持原来的形状，甚至看不出裂纹，因此所制备半刚性混凝土具有强度恢复能力。在试件抗压强度完成后，保留原有试件并标准养护7天，再按第一次的受力方向进行第二次抗压强度试验，强度恢复性能用恢复指数量化，强度恢复指数为:K=fcl/fc2，式中K为强度恢复指数(K=I表示强度完全恢复)，Fc2为试件第二次抗压强度试验的极限抗压强度值(MPa)，Fcl为试件第一次试验极限抗压强度值(MPa)。试验结果表明:实施例1至实施例16中所制备的半刚性混凝土均具有极好的强度恢复性能，通过试验，所制备半刚性混凝土 7天抗压强度恢复能力在85%以上。
[0159]实施例17
[0160]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉30%，胶粒40%，聚丙烯类纤维1.5%，粉煤灰8%，矿物掺合料20.5%。
[0161]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0162]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，与实施例1不同的是:步骤101中将橡胶粉放入`强碱溶液内并连续搅拌12min后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌12min后，取出烘干制得胶粒。所述强碱溶液为NaOH溶液且其浓度为4mol/L。
[0163]本实施例中，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0164]实施例18
[0165]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉40%，胶粒30%，聚丙烯类纤维0.5%，粉煤灰3%，矿物掺合料26.5%。
[0166]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0167]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，与实施例1不同的是:步骤101中将橡胶粉放入强碱溶液内并连续搅拌20min后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌20min后，取出烘干制得胶粒。所述强碱溶液为NaOH溶液且其浓度为2.5mol/L。
[0168]本实施例中，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0169]实施例19
[0170]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉36%，胶粒38%，聚丙烯类纤维1%，粉煤灰5%，矿物掺合料20%。
[0171]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0172]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，与实施例1不同的是:步骤101中将橡胶粉放入强碱溶液内并连续搅拌IOmin后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌IOmin后，取出烘干制得胶粒。所述强碱溶液为NaOH溶液且其浓度为5mol/L。
[0173]本实施例中，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0174]实施例20
[0175]本实施例中，所制备半刚性混凝土与实施例1不同的是:所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉32%，胶粒35%，聚丙烯类纤维1%，粉煤灰4%，矿物掺合料28%。
[0176]本实施例中，所制备半刚性混凝土的其余部分组分和配比均与实施例1相同。
[0177]本实施例中，采用如图1所示的制备工艺对半刚性混凝土进行制备，与实施例1不同的是:步骤101中将橡胶粉放入强碱溶液内并连续搅拌30min后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌30min后，取出烘干制得胶粒。所述强碱溶液为NaOH溶液且其浓度为lmol/L。
[0178]本实施例中，所采用的制备工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。
[0179]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。`
【权利要求】
1.一种半刚性混凝土，其特征在于:该半刚性混凝土为将普通混凝土的部分细集料替换为柔性材料后拌合而成的混凝土，被替换细集料的质量与替换用所述柔性材料的质量相同；所述柔性材料的组成按质量计为:胶粉30%~40%，胶粒30%~40%，聚丙烯类纤维0.5%~1.5%，粉煤灰3%~8%，矿物掺合料20%~28% ;所述矿物掺合料为矿粉或矿渣粉；所述胶粉为通过强碱溶液将橡胶粉表面所含硬脂酸锌去除后获得的固体粉末，所述胶粒为通过强碱溶液将橡胶粒表面所含硬脂酸锌去除后获得的固体颗粒。
2.按照权利要求1所述的一种半刚性混凝土，其特征在于:该半刚性混凝土为弹性模量为ε 1的混凝土，其中
3.按照权利要求1或2所述的一种半刚性混凝土，其特征在于:普通混凝土中替换为柔性材料的细集料的质量不大于细集料总质量的60%。
4.按照权利要求1或2所述的一种半刚性混凝土，其特征在于:所述胶粉的粒度为40目~200目，胶粒的粒度为0.45mm~5mm,聚丙烯类纤维的长度为20mm ± 5mm,所述粉煤灰的45 μ m方孔筛余量≤25%，矿物掺合料的比表面积≥350m2/Kg。
5.按照权利要求1或2所述的一种半刚性混凝土，其特征在于:所述橡胶粉和橡胶粒均由废旧橡胶制品粉碎而成。
6.一种制备如权利要求1所述半刚性混凝土的工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤: 步骤一、柔性材料制备，过程如下: 步骤101、胶粉及胶粒制备:将橡胶粉放入强碱溶液内并连续搅拌IOmin~30min后，取出烘干制得胶粉；将橡胶粒放入强碱溶液内并连续搅拌IOmin~30min后，取出烘干制得胶粒； 步骤102、按比例均匀混合:将步骤101中所制得的胶粉和胶粒与聚丙烯类纤维、粉煤灰和矿物掺合料按照设计比例混合均匀后，制得所述柔性材料； 步骤二、半刚性混凝土制备:采用等质量替换法将普通混凝土的部分细集料替换为步骤一中所制得柔性材料后，再均匀拌合获得半刚性混凝土。
7.按照权利要求6所述的工艺，其特征在于:步骤101中所述强碱溶液为NaOH溶液，所述NaOH溶液的浓度为lmol/L~5mol/L。
8.按照权利要求6或7所述的工艺，其特征在于:步骤102中进行均匀混合之前，还需采用表面处理剂对步骤101中所制得的胶粉和胶粒进行处理，所述表面处理剂为硅烷偶联剂。
9.按照权利要求6或7所述的工艺，其特征在于:步骤二中所述普通混凝土由胶凝材料、粗集料、细集料和水均匀拌合而成； 步骤二中进行半刚性混凝土制备时，过程如下: 步骤201、配合比设计:按照普通混凝土配合比设计方法对所述普通混凝土的配合比进行设计； 步骤202、柔性材料替换细集料量确定:对被替换细集料质量占细集料总质量的百分比0%进行确定，替换用柔性材料的质量与被替换细集料的质量相同； 步骤203、拌合:根据步骤201中所设计的配合比，并结合步骤202中所确定的柔性材料替换量，对拌合所述半刚性混凝土用胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水的用量分别进行确定，再按照所确定的用量将胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行均匀拌合后，获得半刚性混凝土。
10.按照权利要求9所述的工艺，其特征在于:步骤203中对胶凝材料、粗集料、细集料、柔性材料和水进行拌合时，还需在拌合物中添加对所述柔性材料中的胶粉和胶粒进行表面处理的硅烷偶联剂。
【文档编号】C04B18/30GK103641417SQ201310700833
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】汪君睿, 李强, 黄小军, 仲维玲, 周玉兵, 刘金明 申请人:中铁二十局集团第四工程有限公司